Программа перевода десятичного числа в двоичную и шестнадцатеричную системы счисления

Содержание Введение Общие сведения о языке ассемблер Программная часть Описание программы Этапы разработки ассемблерных программ _ Программа перевода десятичного числа в двоичную и шестнадцатеричную системы счисления

 

Содержание

1.   Введение          

2.   Общие сведения о языке ассемблер

3.   Программная часть

·     Описание программы

·     Этапы разработки ассемблерных программ                            ___

·     Программа перевода десятичного числа в двоичную и шестнадцатеричную системы счисления

4.   Список литературы


 

Введение

Средства, обеспечивающие  функционирование вычислительной техники подразделяются на 2 части: аппаратную и программную.

В состав аппаратной части входят такие устройства как:

·     центральный процессор;

·     оперативная память;

·     периферийные устройства;

Все вышеперечисленные  устройства  построены на интегральных схемах (ИС).

Интегральная схема это микроэлектронное изделие,  выполняющее определенные функции преобразования,  имеющее высокую плотность упаковки электрически соединенных  между собой элементов и компонентов и представляющее единое целое с точки зрения требований к испытаниям приемки и эксплуатации.

Примером ИС являются схемы цифровых устройств:  регистры, сумматоры, полусумматоры, счетчики, шифраторы, дешифраторы и т.д.

К программной части относятся: совокупность программ и правил со всей относящейся к ним документацией,  позволяющая использовать вычислительную машину для решения различных задач.

Программа - законченная последовательность машинных команд или операторов языка программирования, определяющая последовательность действий для решения некоторой задачи.

Задачей в нашей работе является: преобразование трехразрядного десятичного числа в двоичную и шестнадцатеричную системы счисления. Задача эта реализуется с помощью языка ассемблера. В этом низкоуровневом языке используются символические (мнемонические) обозначения машинных команд и адресов.  Преимуществом этого языка является:  во-первых, то что, программы, написанные на нем, требуют значительно меньшего обьема памяти;  во-вторых, знание этого языка и результирующего машинного кода дает представление архитектуры машины, что вряд ли обеспечивается при работе на языке програмирования высокого уровня.


Общие сведения о языке ассемблера

            Символический язык ассемблера позволяет в значительной степени устранить недостатки программирования на машинном языке.

            Главным его достоинством является то, что на языке ассемблера все элементы программы представлены в символической форме. Преобразование символических имен команд в их двоичные коды возлагаются на специальную программу – ассемблер, которая освобождает программиста от трудоемкой работы и исключает неизбежные при этом ошибки.

            Символические имена, вводимые при программировании на языке ассемблера, как правило отражают семантику программы, а аббревиатура команд – их основную функцию. Например: PARAM – параметр, TABLE – таблица, MASK – маска, ADD – сложение, SUB – вычитание и т.д. п. Такие имена легко запоминаются программистом.

            Для программирования на языке ассемблера необходимо иметь сложные инструментальные средства, чем при программировании на машинном языке: нужны вычислительные комплексы на базе микро – ЭВМ или ПЭВМ с комплектом периферийных устройств (алфавитно-цифровая клавиатура, символьный дисплей, НГМД и печатающее устройство ), а также резидентные или кросс-системы программирования для необходимых типов микропроцессоров. Язык ассемблера  позволяет эффективно писать и отлаживать значительно более сложные программы, чем машинный язык (до 1 - 4 Кбайт ).

            Языки ассемблера являются машинно-ориентированными, т. е. зависимыми от машинного языка и структуры соответствующего микропроцессора, так как в них каждой команде микропроцессора присваивается определенное символическое имя.

            Языки ассемблера обеспечивают существенное повышение производительности труда программистов по сравнению с машинными языками и в то же время сохраняют возможность использовать все программно-доступные аппаратные ресурсы микропроцессора. Это дает возможность квалифицированным программистам составлять программы, выполняемые за более короткое время и занимающие меньший объем памяти по сравнению с программами, создаваемыми на языке высокого уровня.

            В связи с этим практически все программы управления устройствами ввода/вывода (драйверы ) пишутся на языке ассемблера не смотря на наличие достаточно большой номенклатуры языков высокого уровня.

            С помощью языка ассемблера программист может задать следующие параметры:

            мнемонику ( символическое имя ) каждой команды машинного языка микропроцессора;

            стандартный формат для строк программы, описываемой на ассемблере;

            формат для указания различных способов адресации и вариантов команд;

            формат для указания символьных констант и констант целочисленного типа в различных системах счисления;

                псевдокоманды, управляющие процессом ассемблирования (трансляции) программы.

            На языке ассемблера программа записывается построчно, т. е. для каждой команды отводится одна строка.

            Для микро – ЭВМ, построенных на базе наиболее распространенных типов микропроцессоров, может существовать несколько вариантов языка ассемблера, однако практическое распространение обычно имеет один – это так называемый стандартный язык ассемблера. В дальнейшем мы будем рассматривать именно стандартные языки ассемблера.

            Каждая строка написанной на языке ассемблера программы содержит четыре поля:

       МЕТКА  КОД    ОПЕРАНД   КОММЕНТАРИЙ

            Поле МЕТКА не является обязательным, оно помечает адрес той ячейки памяти, в которой размещен первый байт отмеченной команды. Метки используются в качестве адресов перехода команд передачи управления, и благодаря их наличию программист может не оперировать абсолютными адресами, а использовать символические адреса, что значительно удобнее. Метка может иметь длину от одного до шести символов, первым из которых должна быть буква. Во многих ассемблерах допускается использование меток любой длины, но распознаются только первые шесть символов. Метка не должна содержать пробелов и знаков пунктуации. В некоторых ассемблерах за последним символом метки должно следовать двоеточие.

            В поле метки каждая метка должна быть определенна только один раз, но ссылок к ней можно использовать столько раз, сколько это необходимо. В противном случае ассемблер выдаст диагностическое сообщение о многократно определенной метке.

Поле КОД содержит символическое имя выполняемой команды или псевдокоманды. Мнемоника большинства команд представляет собой аббревиатуру предложений на английском языке, характеризующих их основную функцию.

Например:

            MOV   (MOVE)                                  -передать, переслать

            ADD   (ADDITION)                           -сложение

            SUB    (SUBSTRACT)                     -вычитание

            LDA    (LOAD DIRECT

                         ACCUMULATOR)               -непосредственная загрузка

            INR     (INSCREMENT                                аккумулятора

 REGISTER)                         -инкремент регистра

            DCR   (DECREMENT

 REGISTER)                         декремент регистра

            Мнемоники команд являются ключевыми словами ассемблера, и если они не входят во множество допустимых мнемоник, то ассемблер выдает сообщение о недействительной команде.

            Поле ОПЕРАНД определяется обычно в зависимости от поля кода команды. Оно может содержать либо один, либо несколько операндов, разделенных запятыми, либо не содержать ни одного операнда для тех команд, которые оперируют внутренними рабочими регистрами.

            Операнд представляет собой выражение, содержащее мнемоническое обозначение, константы и операторы.

            Простейшие операнды содержат одно мнемоническое обозначение или одну константу.

            В качестве мнемонического обозначения могут использоваться идентификаторы внутренних рабочих регистров, метки и текущее значение программного счетчика.

            Константы могут быть представлены в различных системах счисления.

Программная часть

Описание программы

В этой работе мы рассмотрим один из способов перевода числа из десятичной системы исчисления в двоичную и шестнадцатеричную с помощью языка Ассемблера. Прежде чем создавать программу, детально рассмотрим, какие шаги для этого надо предпринять, то есть другими словами напишем алгоритм решения нашей задачи. Для того чтобы компьютер мог обрабатывать данные, эти данные ему надо ввести , а значит первым шагом в решении нашей задачи будет ввод числа. Вторым шагом в работе будет вывод сообщения о введеном числе. После этого мы переводим десятичное число в двоичную систему и выводим наше число в двоичном эквиваленте на экран. Следующим шагом будет перевод числа в шестнадцатеричный эквивалент и последний шаг это цикл который позволяет продолжить ввод нового десятичного числа. Теперь соберём все пункты вместе:

1.   Ввод числа с клавиатуры.

2.   Вывод сообщения о введеном числе.

3.   Перевод числа в двоичный эквивалент.

4.   Вывод на экран двоичного числа.

5.   Перевод числа в шестнадцатеричную систему.

6.   Вывод на экран шестнадцатеричного числа.

7.   Цикл (продолжим?) если ДА то пункт 1, иначе пункт 8

8.   Выход из программы.

Это и есть алгоритм программы на естественном языке. 

этапы разработки ассемблерных программ

1.                 Постановка задачи. Включает в себя содержательное описание задачи и разработку алгоритма.

2.                 Разработка текста программ.

3.                 Ввод текста в компьютер. Текст программы в мнемокодах вводится в ЭВМ при помощи любого текстового редактора. Так же при этом создает ся текстовый Файл с расширением *.ASM .

4.                 Компиляция или ассемблирование. Осуществляется преобразование текстового Файла с расширением *.ASM в объектный Файл, содержащий программу в машинном коде с расширением *.OBJ . Так же на этом этапе может быть создан листинг программы. Файл с расширением *.LST, в котором содержится основная информация о программе, а так же Файл перекрёстных ссылок с расширением *.CRF. На этом этапе происходит проварка текста программ на наличие ошибок. Ассемблирование осуществляется при помощи программы транслятора TASM.EXE (ASM.EXE – в ассемблере, MASM.EXE - в макроассемблере). TASM [опции] *.ASM [,,] - команда для выполнения трансляции. Если в команде указана одна запятая, то Файл листинга Формируется. В TASM имеются две опции: /ZI и /N. Они вызываются: ТАSМ.

5.                 Компоновка. На этом этапе создается перемещаемая программа способная загружаться а любую область памяти. Сохраняется в Файле с расширением *.ЕХЕ или *.СОМ. Для этого используется TLINK.exe (для макроассемблера LINK.EXE). Имеются опции: /Т и /X.

6.                 Выполнение и отладка (DEBUG).

7.                 Занесение машинного кода программы в ПЗУ (может отсутствовать) Теперь мы посмотрим блок-схему нашей программы, то есть упорядоченные действия.


;ПРОГРАММА ПЕРЕВОДА ДЕСЯТИЧНОГО ЧИСЛА В ;ДВОИЧНУЮ И ШЕСТНАДЦАТЕРИЧНУЮ СИСТЕМЫ ;СЧИСЛЕНИЯ

.MODEL small

.STACK 64

.DATA

;Сегмент данных

;____________________________________________________________________

;Таблица преобразования “цифра – ASCII-код

        org                      100h

        tabl_ascii  db                 '0123456789abcdef'

;____________________________________________________________________

;Таблица преобразования “ASCII-код - цифра

        org                      130h

        db                        0,1,2,3,4,5,6,7,8,9

        org                      41h

        db                        0ah,0bh, 0ch, 0dh, 0eh, 0fh

;____________________________________________________________________

;Резервация и инициализация переменных в памяти

        org                      150h

        x_ascii     db                  20h dup(?)

        t1             db      0dh,0ah,"Введите число и нажмите Enter"

                        db        0dh, 0ah, "$"

        t2             db      0dh,0ah,"Вы ввели число”,0dh,0ah "$"

        t3             db      0dh, 0ah, "В двоичной системе оно выглядет так"

                        db        0dh,0ah,"$"

        t4             db      0dh, 0ah, "В шестнадцатеричной так"

                        db        0dh, 0ah, "$"

buf db 16 dup(?),"$"

        t5             db      0dh,0ah, "Будем продолжать процесс? (Y/N)?"

                        db        0dh,0ah,"$"

;____________________________________________________________________

 

;Сегмент кодов

.CODE

;Главная процедура 

  g_k proc

        mov                     ax,@data

        mov                     ds, ax

        mov                                 es, ax

  d:   lea                     dx, t1

        mov                     ah,09h

        int                        21h

        lea                       di, x_ascii

        call                     ink

        call                     des_2

        push                  ax

        lea                       dx,t3

        mov                     ah,9h

        int                        21h

        pop                    ax

        call                     bin_dis

        push                               ax

        lea                       dx,t4

        mov                     ah,9h

        int                        21h

        pop                                 ax

        call                      outhex

        lea                       dx,t5

        mov                     ah,9h

        int                        21h

        mov                     ah,1h

        int                        21h

        cmp                     al,"Y"

        loope                  d

        cmp                                 al,"y"

        loop                                d

        mov                                 ah,4ch

        int                        21h

  g_k endp

  ink proc

;Процедура ввода десятичного числа 

        xor                      cx,cx

  l1:

        mov                    ah,1

        int                                    21h

        stosb

        inc                                   cx

        cmp                                 al,0dh

        jnz                                   l1

        dec                                  cx

        ret

  ink endp

  dis proc

 ;Процедура вывода на экран десятичного числа 

  r1: mov                                 dl,[di]

        mov                                 ah,2

        int                        21h

        inc                       di

        loop                                r1

        ret

  dis endp

  des_2 proc

;Перевод числа(десятичного) в двоичную систему

        mov                     si,10

        lea                       di,x_ascii

        sub                     ax,ax

  v1: mul                     si

        mov                     bp,ax

        mov                     al,[di]

        sub                     al,48

        inc                       di

        mov                     ah,ch

        add                     ax,bp

        loop                    v1

        ret

  des_2 endp

  bin_dis proc

  ;Процедура вывода на экран двоичного числа

        lea                       di,buf

        mov                     cx,16

        mov                     bx,ax

        mov                     dx,ax

conv:

        mov                     al,ch

        shl                       dx,1

        adc                      al,'0'

        stosb      

        loop                    conv

        mov                     ah,9h

        lea                       dx,buf

        int                        21h

        mov                    ax,bx

        ret

  bin_dis endp

;Процедура перевода числа(двоичного)в шестнадцатеричную

;и вывод его на экран

outhex:

mov                 ch,al

            mov                 al,ah

            mov                 ah,2

            call                  prnbh

            mov                 al,ch

prnbh:

            mov                 dh,al

            shr                  al,1

            shr                  al,1

            shr                  al,1

            shr                  al,1

            call                  prnd

            mov                 al,dh

            and                 al,15

prnd: 

or                     al,48

            cmp                 al,58

            jc                     prnc

            add                 al,7

prnc: 

mov                 dl,al

            int                    33

            ret

           

  end g_k

Примечания:

Ниже приведины команды использовались в программе:

    sub     – двоичное вычитание. Вычитается из первого операнда содержимое второго  операнда

Мнемоника:    sub <операнд 1>,<операнд 2>

call      – вызов процедуры. Передает управление процедуре адрес которой задан операндом, после завершения процедуры, выполнение продолжается командой следующей за командой call

Мнемоника:    call <имя процедуры>

ret       – возврат к процедуре

shr      – сдвинуть логически вправо

xor      – исключающее ИЛИ

Мнемоника:    xor <операнд 1>,<операнд 2>

lea      – загрузить ЕА

Мнемоника:    lea reg,<операнд>

push   – включить в stack

Мнемоника:    push <операнд>

pop     – извлечь из stack

Мнемоника:    pop <операнд>

mov    – переслать

Мнемоника:    mov <приемник>,<источник>

inc      – увеличение на 1

Мнемоника:    inc <операнд>

dec     – уменьшение на 1

Мнемоника:    dec <операнд>

stosb – пересылает соединения регистра al или ax на который указывает регистр di

loop    – команда организации цикла со счетчиком, также короткие переходы (127б)  команда уменьшает значение счетчика cx, без изменения каких-либо флагов, если соединение cx >0, то осуществляется переход на заданную метку, в противном случае цикл завершается.

Мнемоника:    loop <метка>

.CODE                – открывает сегмент кода

.DATA                -- открывает сегмент данных

.STACK  N         определяет сегмент stack(а); дерективы закрытия сегментов в этом случае не используются; N – показывает размер stack(a) в байтах

Примечание: при использовании таких деректив регистр ds инициализируется следующим образом:                 mov                 ax,@data

mov                 ds,ax

assume в этом случае не используется

Список литературы

1.   "Я зык ассемблера для IBM PC и программирования" Высшая школа 1992.

2.   "Персональный компьютер Фирмы IBM и операционная система MS-DOS" Радио и связь 1991.

3.   Илюшечкин В.Н., Костин А.Е, Хохлов М.М. “Системное программное обеспечение“, М ., “Высшая школа”, 1987 г.

4.   Нортон П., Соухэ Д. “Язык ассемблера для IBM PC”, М., Издательство “Компьютер”,1993